- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
某宇航员在一半径为2×106m的星球表面附近做自由落体运动(不计表层大气阻力)实验.从小物体自由释放瞬间开始计时,得到小物体距星球表面高度h随下落时间t的变化图象.如图所示,则该星球的第一宇宙速度为( )
正确答案
解析
解:自由落体运动 ------①
第一宇宙速度 -------②
由①②式可得:=4m/s
故选项B正确,A C D错误
故选:B
太阳系中某行星A运行的轨道半径为R,周期为T,但天文学家在观测中发现,其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离,且每隔时间£发生一次最大的偏离.形成这种现象的原因可能是A外侧还存在着一颗未知行星B,它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离,假设其运动轨道与A在同一平面内,且与A的绕行方向相同,由此可推测未知行星日绕太阳运行的圆轨道半径为( )
正确答案
解析
解:由题意可知:A、B相距最近时,B对A的影响最大,且每隔时间t发生一次最大的偏离,说明A、B相距最近,设B行星的周期为T′,则有:
()t=2π
解得:T′=
根据开普勒第三定律,有:
解得:
R′=R
故选:D
星系由很多绕中心座圆形轨道运行的恒星组成,科学家研究星系的一个方法是测量恒星在星系中的运行速度v和离星系中心的距离r,用v∝rn这样的关系来表达,科学家们特别关心指数n,若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞,则n的值为( )
正确答案
解析
解:设巨型黑洞为M,该恒星的质量为m,则根据万有引力提供向心力,得:
G=m
则得:v==
,故n=-
.
故选:D.
一宇航员到达半径为R,密度均匀的某星球表面,做如下实验,用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球,上端固定在O点,如图甲所示,在最低点给小球某一初速度,使其绕O点在竖直平面内做圆周运动,测得绳的拉力大小随时间t的变化规律如图乙所示,F1=7F2,设R、m、引力常量G、F1、F2均为己知量,忽略各种阻力,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球在最高点受重力和绳子拉力,根据牛顿运动定律得:
F2+mg=m≥mg
所以小球在最高点的最小速v2≥.故A错误;
B、设砝码在最低点时细线的拉力为F1,速度为v1,则
F1-mg=m ①
设砝码在最高点细线的拉力为F2,速度为v2,则
F2+mg=m②
由机械能守恒定律得 mg2r+mv22=
mv12 ③
由①、②、③解得
g=④
又:F1=7F2,
所以该星球表面的重力加速度为g==
,
根据万有引力提供向心力得:=mg
卫星绕该星球的第一宇宙速度为v==
=
,故B、C正确.
D、在星球表面,万有引力近似等于重力 ⑤
由④、⑤解得 =
,故D正确.
故选:BCD.
2003年8月29日,火星、地球和太阳处于三点一线,上演“火星冲日”的天象奇观.这是6万年来火星距地球最近的一次,为人类研究火星提供了最佳时机.图示为美国宇航局最新公布的“火星冲日”的虚拟图,假设地球、火星绕太阳作匀速圆周运动的周期分别为T1、T2.火星的线速度______地球的线速度 (填“>”、“=”或“<”),从此时开始,至少再经时间t=______火星距地球再次最近(用T1、T2表示)
正确答案
<
解析
解:
万有引力提供向心力,
解得:
离太阳越远线速度越小,
再次靠近所经过的时间内地球的转过的圈数比火星转过的圈数大1,
即:
解得:
故答案为:<,.
扫码查看完整答案与解析